Programlanabilir LED'li Bir Noel Yıldızı: 7 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Bu yıl dış mekan Noel ekranım için farklı bir şey istedim, bu yüzden bir dizi RGB programlanabilir LED (bazen neopiksel LED'ler olarak adlandırılır) satın almaya ve bir Noel Yıldızı oluşturmaya karar verdim. Bu LED'ler, yalnızca bir kontrol kablosuyla renk ve parlaklık için ayrı ayrı programlanabilir.

Adım 1: Malzeme

WS2811 dağınık dijital RGB LED dizisi (5V)

Arduino kartı (ÇOK kaynak var)

FastLED Arduino kütüphanesi

+5V DC Güç kaynağı (500 ma veya daha büyük - "duvar siğil tipi" olabilir)

Güç ayırıcı kablo

3 telli güç/kontrol kablosu

3 pinli JST SM erkek konnektör tertibatı

Isıyla daralan makaron (3 adet 3/16 çap, 1 inç uzunluğunda)

Su geçirmez plastik kutu

2' x 2' x ¼” kontrplak

2' x 2' karton parçası (isteğe bağlı)

Dış cephe boyası

Şeffaf ambalaj bandı (veya şeffaf GorillaTM bandı)

Elektronik raf için hurda ahşap (isteğe bağlı)

Ahşap tutkalı (isteğe bağlı)

¼” örgülü ip (opsiyonel)

Parcord (isteğe bağlı)

CommandTM Dış Mekan Işık Klipsleri (isteğe bağlı - Onları Walmart'ta buldum)

Çadır kazıkları (isteğe bağlı)

2. Adım: Araçlar

Arduino programlamak için bilgisayar

Elektrikli matkap veya matkap presi

12 mm matkap ucu

İnce dişli ağaç testeresi (Dekupaj testeresi kullandım)

Isı tabancası, çakmak veya daralan makaron için kibrit

Awl veya icepick

zımpara kağıdı

Elektrikli zımpara (isteğe bağlı)

3. Adım: Yıldız Oluşturma Süreci

Yıldızımın 24 inç karelik bir kontrplak parçasına sığmasını istedim, bu yüzden en geniş boyutun 24 inçten büyük olmamasını istedim. Uç üçgenin üst açısı 36°'dir. Diğer iki açı 72°'dir.

Yıldızdaki ışık düzeninin mümkün olduğunca büyük olmasını istedim, bu yüzden yıldızın noktalarının tam bir tepe noktasına gelmemesini planladım. Bir yıldızın her ayağı aynıdır, bu yüzden buradaki çizimde gösterildiği gibi bir ayağın boyutlarını hesapladım.

Daha sonra desenin beş kopyasını bastırdım ve yıldızı kartona yerleştirmeye başladım.

LED dizimde 50 LED olduğundan, her bacak için eşit aralıklarla beş taneye ihtiyacım vardı. Bir bacağın uzunluğu (çizimden) 8.125 inç ÷ 5 = 1.625 inç (1-5/8”)'dir. Visio'da yıldız noktası çizdiğimden, karton düzeni üzerinde ölçüm yapmak zorunda kalmamak için her LED konumunu Visio deseninde işaretledim. Tam boyutlu bir yıldız nokta deseni için bu bölümün sonundaki bağlantıya tıklayın. NOT: Yazdırılan desen belirtildiği gibi ölçülmezse, yazıcınızın kenar boşluğu ayarlarını yapmanız gerekebilir. Benimkini her taraftan 0.15 inç olarak ayarladım.

Daha sonra, kartonu kontrplak parçasının üzerine bantladım ve her bir LED konumunda kontrplak içine kartondan bir bız deldim. Kontrplakta onları görebilmek için yeterince derin izler elde etmek için biraz baskı uygulamak zorunda kaldım (belki de bızımın keskinleştirilmesi gerektiğinden).

Tabii ki, işlemden memnunsanız ve mükemmel bir kontrplak parçasını yok etmeyeceğinizden eminseniz, karton kalıbı atlayabilir ve yerleşimi doğrudan kontrplak üzerinde yapabilirsiniz.

Karton şablonu çıkardım ve kesme çizgimi elde etmek için LED matkap çizgisinden yıldızın her yerine yaklaşık ¾ inç dik ölçtüm. Not: Fotoğraftaki kesim çizgisi karton üzerinde gösterilmiştir, çünkü bunu Eğitilebilir yapmaya karar verdiğimde, yıldızı zaten tamamlamıştım.

Yıldızı kestikten sonra tüm yüzeyleri zımparaladım ve iki kat akrilik dış cephe astarı ve iki son kat akrilik dış cephe boyası uyguladım. Deliklerin içine boya bulaşmaması için delikleri delmeden önce boyadım.

İşaretlediğim her yerde 12 mm'lik bir matkap ucu kullanarak LED'ler için delikler açtım, ancak delikler biraz daha küçüktü, bu yüzden geri dönüp matkap ucunu dairesel bir şekilde açarak her bir deliği "yuvarlamak" zorunda kaldım. ½” matkap ucu mükemmel boyutta olabilir. Bunu bir tahta parçası üzerinde denemenizi ve ne kadar işe yaradığını görmenizi tavsiye ederim. LED'ler, düşmelerini önlemek için kontrplağa oldukça sıkı oturmalıdır. Deldikten sonra küçük bir fırça ile geri döndüm ve matkabın kontrplağı yırttığı yerleri boyadım. Bir yedekle delmeme rağmen, hala biraz yırtılma var.

Yıldızımdaki noktaların hepsinin aynı olmadığını tanıtım fotoğrafında görebilirsiniz. Bunun nedeni, yıldız boyutunun ölçülmesi ve hesaplanmasındaki küçük bir hatadır, ancak gerçekten hiçbir fark yaratmaz. Hiç kimse bundan bahsetmedi ve elbette geceleri görünmüyor.

Oklahoma'da yaşadığımdan beri, yıldızın aşağıyı gösteren noktalarına 3/8 kalınlığında masif ahşaptan küçük parçalar ekledim, böylece yıldızı sabitlememe izin vermek için bazı vidalı gözler ekleyebildim. ovayı süpürerek geliyor”.

Yıldızımı ön bahçemde iki büyük ağaç arasında askıya aldım. Yıldızın arkasına iki adet 3M CommandTM Dış Mekan Işık Klipsi taktım ve onları ağaçların arasına gerdiğim ¼” bir ipin üzerinden geçirdim.

Çadır kazıkları ve paracord kullanarak yıldızın aşağıyı gösteren uçlarını yere sabitledim. Garajımın üzerindeki üçgen çatıya yıldız yerleştirmeyi düşündüm ama elektronik kutusunu o yere monte etmek benim için sorunluydu.

Adım 4: LED'lerin Programlanması

LED'leri kontrol etmek için herhangi bir mikro denetleyici kullanılabilir, ancak birkaç yıldır Arduino ile oynuyorum, bu yüzden o yola gittim. Emekli bir elektronik mühendisiyim ama pek programcı değilim, bu yüzden LED'leri programlamayı çok kolaylaştıran FastLED kitaplığını bulmak beni çok heyecanlandırdı. AdaFruit'in de benzer bir kütüphanesi var, ancak bunu keşfetmeden önce FastLED'e zaten girmiştim. Bu nedenle hangi kütüphanenin daha iyi olduğu konusunda bir fikrim yok.

Çeşitli ışık deseni fikirleri düşündüm, ancak yıldızım için her döngüde renk değişiklikleriyle basit bir solma/karartma yapmaya karar verdim. Karanlıkta LED'lerin istediğim efekt için çok parlak olduğunu gördüm, bu yüzden maksimum parlaklık seviyesini 36'ya ayarladım. Bu projede konumlandırıldıkları için LED'ler doğrudan bakıldığında ÇOK parlak.

Arduino mikro denetleyicisine aşina değilseniz, yeni başlayanlar için çok bilgilendirici Talimatlar vardır. Böyle bir projeye girişmeden önce onlara bir göz atmanızı ve Arduino programlamaya aşina olmanızı tavsiye ederim. Arduino için Eğitilebilir web sitesini aramanız yeterlidir.

Yıldızım için yazdığım Arduino kroki için aşağıdaki linke tıklayınız.

Adım 5: Arduino ve LED'lere Güç Verme

Zaten 10A, +5V DC güç kaynağım vardı. Bu proje için bu çok fazla, ama neden başka bir güç kaynağı satın alsın? Hem LED dizisine hem de Arduino kartına güç kaynağından güç almak için parça listesindeki güç ayırıcı kablosunu kullandım. NOT: LED dizileri hem 5V hem de 12V çeşitleriyle gelir. 12V LED'leri seçerseniz, Arduino kartı için ayrı bir güç kaynağı kullanmanız veya Arduino'yu azaltmak için bir DC-DC düşürücü voltaj dönüştürücü (veya elektronikte daha deneyimli olanlar için doğrusal bir regülatör) kullanmanız gerekecektir. 5V ila 9V DC'ye besleme voltajı.

Son kurulumda güç ve kontrol kablolaması için Lowe's'ta bulduğum 3 iletkenli “termostat teli” kullandım. Güç için iki kablo ve kontrol sinyali için bir kablo. 50 LED'in renk ve parlaklığının TEK bir kabloyla kontrol edilebilmesi şaşırtıcı değil mi?! Bir elektronik mühendisi olarak nasıl çalıştığını tamamen anlıyorum ama yine de ÇOK etkilendim.

Güç/kontrol kablosu 3-pin JST terminali ile sonlandırılmalıdır. Terminal tertibatı kablolarını 3 iletkenli kablo tellerine lehimledim ve ek yerlerini ısıyla daralan makaronla kapladım. Elektrik bandı bir çimdikte işe yarar, ancak hava iyi değildir. Mümkün olduğunda bundan kaçınırım.

Adım 6: Elektroniği Korumak

Elbette Arduino kartı ve güç kaynağı hava koşullarına dayanıklı değildir, bu nedenle korunmaları gerekir. “Tek kullanımlık” bir plastik gıda saklama kutusu kullandım. Kutuyu desteklemek için küçük bir raf yaptım, onu da yıldız için tarif edildiği gibi boyadım ve ağaçlardan birine vidaladım. Kutunun alt kısmına yakın bir yerde bir delik açtım. Daha sonra kabloları deliğe kaydırmak için delikten kutunun üstüne bir yarık kestim. Kablolar yerleştirildikten sonra, yarığı kapatmak için kutunun içinde ve dışında şeffaf bant kullandım. Aşağıdaki notu dikkate alırsanız, deliğin kendisinin tamamen kapatılması gerekmez.

NOT: Güç kablosunun ve LED'lere giden güç/kontrol kablosunun açıklığı, kutunun içine su girmeyecek şekilde yerleştirilmelidir. Deliği kutunun altına koyun ve kablolarla bir ilmek oluşturun, böylece kabloyu kutuya kadar takip etmek yerine kabloların üzerindeki su damlayacaktır.

Güç/kontrol kablosunu kutudan yıldıza, yıldızın asıldığı ¼” ip boyunca, kabloyu ipe sabitlemek için fermuarlar kullanarak geçirdim.

7. Adım: Eylemde Görün

İşte yıldızımın dışarısı tamamen karanlıkken çekilmiş bir videosu. Solan renklerin sakinleştirici etkisini seviyorum.